SIRT6激活剂MDL-800通过抑制AIM2通路缓解牙周炎症

《Acta Pharmaceutica Sinica B》：SIRT6 activator MDL-800 alleviates periodontal inflammation by inhibiting AIM2 pathway

　　

牙周炎是一种感染性和炎症性疾病。无法控制临床炎症是导致牙周治疗失败的重要原因。Sirtuin 6作为表观遗传学的关键调控因子，是NAD⁺依赖性组蛋白去乙酰化酶家族成员之一，近年来在炎症背景下引起了广泛关注。虽然MDL-800已被证明是SIRT6的激活剂，但其在治疗牙周炎中的作用仍未知。在本研究中，动物实验揭示，MDL-800在结扎诱导的牙周炎中减少了牙槽骨吸收，特别是通过以SIRT6依赖性方式减少炎症和抑制破骨细胞生成。此外，研究人员将人牙龈成纤维细胞（HGFs）暴露于脂多糖（LPS）以在体外模拟牙周炎症。研究人员注意到，MDL-800显著降低了LPS诱导的HGFs中促炎细胞因子的表达，而这种作用被抑制SIRT6所中和。此外，MDL-800在炎症条件下还能减少氧化应激损伤。通过RNA测序和验证实验证明，AIM2炎症小体活化的抑制与MDL-800的显著抗炎特性相关。总之，这些发现表明，MDL-800在减少牙周炎症方面有效，部分是通过以SIRT6依赖性方式抑制AIM2通路实现的，显示出增强牙周炎治疗效果的显著潜力。

**论文解读：SIRT6激活剂MDL-800通过抑制AIM2通路缓解牙周炎症**

**研究背景与问题**
牙周炎是一种由微生物生物膜与宿主免疫反应失衡引起的慢性感染性炎症性疾病，可导致牙周支持组织破坏，并与心血管疾病、不良妊娠结局和类风湿关节炎等全身性疾病相关。当前牙周炎的基础治疗（龈上洁治和根面平整）在高度易感人群中效果有限，因此亟需开发新型抗炎药物。表观遗传修饰（如组蛋白乙酰化）在牙周炎发病中起关键作用，而Sirtuin 6（SIRT6）作为NAD⁺依赖性组蛋白去乙酰化酶家族成员，已被证实能抑制多种炎症性疾病中的促炎细胞因子分泌，但其在牙周炎中的作用尚不明确。MDL-800是一种高效、选择性的SIRT6变构激活剂，可通过独特表面变构位点激活SIRT6，但该小分子在牙周炎治疗中的效果未知。本研究旨在评估MDL-800在实验性牙周炎小鼠模型中的保护作用，并利用人牙龈成纤维细胞（HGFs）探索其抗炎分子机制。

**研究方法**
研究人员采用结扎诱导的C57BL/6J小鼠牙周炎模型，通过Micro-CT、组织化学染色（H&E、Masson三色、TRAP）和免疫组化（IHC）评估牙周组织破坏及骨吸收。在体外，使用人牙龈成纤维细胞（HGFs，来源于临床健康牙龈结缔组织样本）经脂多糖（LPS）刺激模拟炎症环境，通过RT-qPCR、Western blot、ELISA、免疫荧光和RNA测序（RNA-seq）分析基因表达和信号通路。采用SIRT6 siRNA和CRISPR/Cas9核糖核蛋白（RNP）敲除技术验证SIRT6依赖性，并利用SIRT6抑制剂（化合物11e）进行体内验证。样本来源：HGFs来自接受冠延长术患者的健康牙龈组织，动物实验经四川大学华西口腔医院伦理委员会批准。

**研究结果**

**3.1 MDL-800减轻实验性牙周炎小鼠的牙周组织破坏**
通过Micro-CT分析，MDL-800连续灌胃4周显著减轻结扎诱导的牙槽骨吸收，增加骨体积分数（BV/TV）、减少骨小梁分离度（Tb.Sp）。H&E染色显示MDL-800减少炎性细胞浸润，Masson三色染色显示胶原纤维更致密，TRAP染色显示破骨细胞数量减少，IHC显示IL-1β表达降低。结论：MDL-800在体内可减轻牙周组织破坏。

**3.2 MDL-800降低LPS刺激的HGFs中炎性细胞因子产生和ROS水平**
CCK-8实验确认MDL-800在25 μmol/L以下不影响HGFs增殖。RT-qPCR显示MDL-800以浓度依赖性方式降低IL1B、IL6、CXCL8、IL32、TNF和CCL2的mRNA表达。荧光探针检测显示MDL-800显著降低活性氧（ROS）水平，并促进核因子E2相关因子2（NRF2）向核内转移，从而减轻氧化损伤。结论：MDL-800在体外抑制LPS诱导的炎症和氧化应激。

**3.3 SIRT6在介导MDL-800抗炎效应中起关键作用**
Western blot显示MDL-800以时间依赖性方式上调SIRT6表达并降低H3K9Ac水平。SIRT6 siRNA敲低和CRISPR/Cas9敲除均显著削弱MDL-800对促炎细胞因子（IL1B、IL6、CCL2等）的抑制作用。体内Sirt6 siRNA实验显示，Sirt6沉默导致更严重的骨吸收和IL-1β升高，且MDL-800无法逆转。SIRT6抑制剂（11e）进一步加重牙周破坏。结论：SIRT6是MDL-800抗炎效应的关键靶点。

**3.4 RNA-seq揭示MDL-800处理LPS刺激HGFs后的关键转录组变化**
RNA-seq分析显示，LPS刺激后上调593个差异表达基因（DEGs），下调49个DEGs；MDL-800处理后，有37个DEGs下调、132个DEGs上调。KEGG富集分析表明，MDL-800抑制了NOD样受体信号通路、TNF信号通路和IL-17信号通路等炎症相关通路。热图显示炎症相关基因表达下调。结论：MDL-800通过调控多个炎症信号通路发挥抗炎作用。

**3.5 MDL-800抑制AIM2炎症小体活化**
RNA-seq中NOD样受体通路富集的基因（如AIM2、GBP1/GBP2/GBP4/GBP5、IL6、CCL2、RIPK3）在LPS刺激后上调，MDL-800处理后下调。RT-qPCR验证了AIM2和GBPs的mRNA变化。使用LPS（第一信号）和poly(dA:dT)（模拟微生物DNA，第二信号）激活AIM2炎症小体后，Western blot和ELISA显示MDL-800显著降低AIM2和IL-1β蛋白水平。体内实验也证实MDL-800降低AIM2表达，而SIRT6抑制剂上调AIM2。SIRT6敲低增加AIM2蛋白水平。结论：MDL-800以SIRT6依赖性方式抑制AIM2炎症小体活化，从而减轻牙周炎症。

**讨论与结论**
讨论部分指出，MDL-800作为首个高选择性SIRT6变构激活剂，通过结合独特变构位点将SIRT6去乙酰化酶活性提高22倍。本研究首次证明MDL-800在实验性牙周炎中显著减少炎症反应和牙槽骨吸收，机制涉及SIRT6依赖性抑制AIM2通路。HGFs作为牙周主要驻留细胞，缺乏LPS耐受性，在牙周炎进展中起关键作用。MDL-800通过降低H3K9Ac水平、减少ROS和激活NRF2发挥保护作用。AIM2炎症小体是胞质dsDNA传感器，在牙周炎中表达升高，MDL-800可抑制其活化。未来需进一步阐明SIRT6是否通过直接去乙酰化AIM2蛋白或调控中间转录因子来下调AIM2。研究结论：本研究证明，通过MDL-800药理学激活SIRT6可有效减轻牙周炎症及其相关的牙槽骨吸收。机制上，在结扎诱导的小鼠牙周炎和LPS刺激的人牙龈成纤维细胞中，MDL-800以SIRT6依赖性方式抑制AIM2通路活化。总之，SIRT6激活剂为治疗牙周炎提供了一种新方法。该论文发表在《Acta Pharmaceutica Sinica B》。